Những người tham gia gia công không sẵn lòng thừa nhận thất bại khi nói đến độ chính xác. Đôi khi, một số người dường như coi độ chính xác xử lý 1 micron như một miếng bánh khi họ nói về nó. Tuy nhiên, trên thực tế, gia công có độ chính xác cao là một chủ đề kỹ thuật cần được xử lý nghiêm ngặt. Bài viết này nhằm mục đích cung cấp cho mọi người kiến thức toàn diện hơn về gia công có độ chính xác cao.
01
Ý thức cơ bản: ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ lên vật liệu
Như chúng ta đã biết, vật liệu bị ảnh hưởng bởi sự giãn nở và co lại vì nhiệt. Trong gia công chính xác, không thể bỏ qua vấn đề nhiệt độ! Chênh lệch nhiệt độ là kẻ thù của độ chính xác. Nếu chúng ta không chú ý đến vấn đề then chốt là nhiệt độ thì làm sao chúng ta có thể thảo luận sâu về độ chính xác? Vì hầu hết các máy đều được làm bằng thép và gang, chúng thay đổi hình dạng và chiều dài dưới tác động của nhiệt độ phòng và nhiệt do chính máy tạo ra.
hình ảnh
Mức độ giãn nở nhiệt và co lại của vật liệu phụ thuộc vào loại vật liệu và mức độ thay đổi nhiệt độ. Sau đây cung cấp bảng hệ số giãn nở của thép và đồng. Lấy thép làm ví dụ, sự giãn nở tuyến tính của nó sẽ tạo ra sự thay đổi 12μm trên mét khi nhiệt độ thay đổi 1 độ. Sự hiểu biết sâu sắc về dữ liệu này là rất quan trọng để đảm bảo sự ổn định của gia công chính xác.
Hệ số giãn nở của thép được thể hiện trong hình dưới đây:
hình ảnh
Ví dụ:
Chiều dài phôi: 200 mm
Thay đổi nhiệt độ: 10 độ
Giá trị mở rộng: 0. 02mm
Hệ số giãn nở của đồng được thể hiện trong hình dưới đây:
hình ảnh
Ví dụ:
Chiều dài điện cực: 200 mm
Thay đổi nhiệt độ: 10 độ
Giá trị mở rộng: 0,05 mm
02
Lỗi phát hiện do nhiệt độ
Khi phôi, dụng cụ kiểm tra và đồng hồ đo được làm bằng các vật liệu khác nhau và không ở điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn trong quá trình kiểm tra, sai lệch so với nhiệt độ tiêu chuẩn (20 độ) sẽ luôn là yếu tố chính dẫn đến lỗi kiểm tra.
hình ảnh
Lỗi phát hiện do nhiệt độ
Ví dụ: làm nóng một khối thép dài 100mm lên 4 độ, chẳng hạn như nhiệt độ của lòng bàn tay bạn, sẽ khiến chiều dài của nó thay đổi 4,6μm.
Điều đáng chú ý là khi đo các chi tiết có độ chính xác cao cần phải có dụng cụ đo có độ chính xác cao hơn. Nếu tiêu chuẩn về độ chính xác của bản thân dụng cụ, thiết bị đo không cao thì kết quả đo có độ chính xác cao đến từ đâu?
hình ảnh
03
Khái niệm xử lý quan trọng: duy trì sự ổn định nhiệt
Thép: 100 x 30 x 20 mm
Thay đổi kích thước khi nhiệt độ giảm từ 25 độ xuống 20 độ : Ở 25 độ , kích thước lớn hơn 6μm. Khi nhiệt độ giảm xuống 20 độ, kích thước chỉ lớn hơn 0,12μm. Đây là một quá trình ổn định nhiệt, ngay cả khi nhiệt độ giảm nhanh, vẫn cần một khoảng thời gian duy trì để duy trì độ chính xác. Các vật thể lớn hơn cần nhiều thời gian hơn để lấy lại độ chính xác và ổn định khi nhiệt độ thay đổi.
hình ảnh
Đối với những nhà máy chưa có kinh nghiệm gia công chính xác, độ chính xác không ổn định thường bị đổ lỗi cho độ chính xác của thiết bị khi thực hiện gia công chính xác. Ngược lại, những nhà máy có kinh nghiệm gia công chính xác đều biết rằng đây là cách hiểu cơ bản nhất. Họ hiểu rằng sự cân bằng nhiệt giữa nhiệt độ môi trường và máy công cụ là rất quan trọng để duy trì độ chính xác gia công ổn định. Những nhà máy có kinh nghiệm này hiểu rõ rằng ngay cả với máy công cụ có độ chính xác cao, độ chính xác xử lý ổn định chỉ có thể đạt được bằng cách duy trì môi trường nhiệt độ ổn định và cân bằng nhiệt.
hình ảnh
Duy trì sự ổn định nhiệt là một khái niệm không thể thiếu và quan trọng trong gia công chính xác. Một số người có thể nghi ngờ về việc nên duy trì nhiệt độ ở mức 20 độ hay 23 độ. Tuy nhiên, điều quan trọng nhất là đảm bảo có thể duy trì được sự ổn định của giá trị mục tiêu. Mặc dù sách lý thuyết thường khuyên dùng 20 độ , nhưng các buổi hội thảo thực tế thường chọn giữa 22-23 độ . Trọng tâm là kiểm soát chặt chẽ sự biến động nhiệt độ.
04
Hiểu đúng về độ chính xác và phân tích gia công
Nói chung, độ chính xác gia công có thể được chia thành độ chính xác và độ chính xác. Hình ảnh dưới đây là một minh họa trực quan.
hình ảnh
Độ chính xác
Nó đề cập đến độ tái lập và tính nhất quán giữa các kết quả thu được bằng các phép đo lặp lại sử dụng cùng một mẫu dự phòng. Có thể có độ chính xác cao nhưng điều đó không có nghĩa là kết quả chính xác. Ví dụ: ba kết quả thu được khi sử dụng chiều dài 1mm là 1,051mm, 1,053 và 1,052. Mặc dù chúng có độ chính xác cao nhưng chúng không chính xác.
Sự chính xác
Đề cập đến mức độ gần gũi giữa kết quả đo thu được và giá trị thực. Độ chính xác đo cao có nghĩa là sai số hệ thống nhỏ, khi giá trị trung bình của dữ liệu đo được sai lệch ít hơn so với giá trị thực, nhưng khi dữ liệu bị phân tán, tức là kích thước của sai số ngẫu nhiên là không rõ ràng.
Mối quan hệ giữa độ chính xác, độ chính xác và nhiệt độ
Nói chung, nếu các bộ phận gia công chính xác hơn nhưng không chính xác, có thể là do nhiệt độ xưởng dao động trong phạm vi nhỏ nhưng có độ lệch lớn so với nhiệt độ tiêu chuẩn. Do đó, kích thước của các bộ phận thu được tương đối nhất quán, nhưng có độ lệch lớn so với kích thước mục tiêu. Ngược lại, nếu các bộ phận chính xác hơn nhưng không chính xác thì có thể do nhiệt độ xưởng dao động đáng kể so với nhiệt độ tiêu chuẩn khiến kích thước bộ phận có vẻ rời rạc. phân bổ; và nếu bộ phận đó không chính xác và không chính xác, điều này có thể cho thấy nhiệt độ tại cửa hàng chênh lệch nhiều so với nhiệt độ tiêu chuẩn và dao động mạnh.
05
Quên khởi động máy công cụ
Các nhà máy sử dụng máy công cụ CNC chính xác để gia công có độ chính xác cao. Bạn đã bao giờ gặp phải trải nghiệm này chưa: khi mỗi buổi sáng bật máy để xử lý, độ chính xác gia công của chi tiết đầu tiên thường khó đạt mức lý tưởng; khi bật máy sau một kỳ nghỉ dài để xử lý lô chi tiết đầu tiên, độ chính xác thường kém. Nguy cơ thất bại đặc biệt nổi bật trong quá trình gia công ổn định, có độ chính xác cao, đặc biệt là khi cần duy trì độ chính xác về vị trí.
Chỉ trong môi trường nhiệt độ ổn định và cân bằng nhiệt, máy công cụ mới có thể đảm bảo độ chính xác xử lý ổn định. Đối với các tình huống cần gia công và sản xuất có độ chính xác cao ngay sau khi khởi động, việc làm nóng trước máy công cụ là cách hiểu thông thường về gia công chính xác cơ bản nhất.
hình ảnh
Bởi vì nhiệt độ của trục chính và từng trục chuyển động của máy công cụ CNC sẽ được duy trì tương đối ở một mức cố định nhất định sau khi chạy một khoảng thời gian. Đồng thời, khi thời gian xử lý trôi qua, độ chính xác nhiệt của máy công cụ CNC dần trở nên ổn định. Vì vậy, việc làm nóng trước trục chính và các bộ phận chuyển động trước khi thực hiện gia công có độ chính xác cao là rất cần thiết.
Tuy nhiên, nhiều nhà máy thường bỏ qua hoặc không hiểu rõ khâu chuẩn bị “bài tập khởi động” của máy công cụ. Khuyến cáo rằng khi máy công cụ không hoạt động trong hơn vài ngày, nên làm nóng trước hơn 30 phút trước khi gia công có độ chính xác cao; nếu máy công cụ chỉ chạy không tải trong vài giờ thì bạn cũng nên làm nóng trước 5-10 phút trước khi gia công có độ chính xác cao.
Quá trình gia nhiệt trước bao gồm máy công cụ tham gia vào chuyển động lặp lại của trục gia công. Tốt nhất là thực hiện liên kết đa trục. Ví dụ: để trục XYZ di chuyển từ góc dưới bên trái sang góc trên bên phải của hệ tọa độ và di chuyển liên tục theo đường chéo. Quá trình này có thể đạt được bằng cách viết chương trình macro trên máy công cụ.
Sau khi máy công cụ đã được làm nóng trước hoàn toàn, máy công cụ có thể được đưa vào xử lý có độ chính xác cao với toàn bộ sức sống và bạn sẽ có được độ chính xác xử lý ổn định và nhất quán.
